HEIZUNG/LÜFTUNG/ELEKTRIZITÄT Energietechnik im Gebäude     BAU & ENERGIE

9.2 Lichterzeugung

Kapitel: 09 Lichttechnik
9.1 Lichttechnische Grundlagen
9.2 Lichterzeugung
9.3 Leuchten
9.4 Lichtberechnung

Die Lichtquellen werden nach der Art der Erzeugung der Strahlung eingeteilt (Bild 9.7):

  • Bei Temperaturstrahlern (Sonne, Kerze, Glüh­lampe) wird Materie so stark erhitzt, dass sie zu glühen beginnt und somit sichtbare Strahlung aussendet. Intensität und Farbe des Lichtes sind abhängig von der Temperatur des Materials.
  • Bei den Lumineszenzstrahlern (Entladungsstrahler) hängen Farbe und Intensität des Lichtes in erster Linie von der Art des emittierenden Materials (bei Gasentladungen auch vom Gasdruck) ab:
    • Gasentladungs-Lumineszenz: Gasatome werden durch Elektronen angeregt und geben UV-Strahlung ab (Beispiel: Leuchtstoffröhren)
    • Elektro-Lumineszenz: Feste Materie wird durch Stromdurchgang angeregt und gibt sichtbare Strahlung ab (Beispiel: Kinderzimmer-Lichtstecker, LCD-Bildschirm, Leuchtdioden)
Lampentypen
Bild 9.7 Lampentypen

Wichtige Bewertungskriterien für Lampen sind:

  • Lichtstrom
  • Lichtausbeute (Bild 9.8)
  • Lichtstromabnahme durch Alterung
  • Lichtfarbe und Farbtemperaturkonstanz
  • Farbwiedergabe
  • Leistung
  • Lebensdauer
  • Betriebsverhalten (z.B. Zündung)
  • Anschaffungs- und Betriebskosten
Lichtausbeute und Leistung verschiedener Lampen inkl. Vorschaltgerät effizienten Typs
Bild 9.8 Lichtausbeute und Leistung verschiedener Lampen inkl. Vorschaltgerät effizienten Typs

Die elektrische Energie wird umgewandelt in sichtbare Strahlung, IR-Strahlung (am beleuchteten Objekt fühlbar) und in Konvektionswärme (an die Lampenumgebung abgegeben). Bei Lampen mit niedriger Kolbentemperatur (Leuchtstofflampen) entsteht vorwiegend Konvektionswärme (Bild 9.9).

Energiebilanz verschiedener Lampen
Bild 9.9 Energiebilanz verschiedener Lampen

Bei der Lebensdauer von Lampen sind zu unterscheiden:

  • die individuelle Lebensdauer der einzelnen Lampe
  • die mittlere Lebensdauer (Zeitpunkt, zu dem 50 % aller Lampen ausgefallen sind)
  • die garantierte Lebensdauer (Zeitpunkt, bis zu dem Ersatz geleistet wird)
  • die wirtschaftliche Lebensdauer (Zeitpunkt, zu dem wegen Lichtstromrückgangs infolge Alterung und Verschmutzung oder aus betrieblichen Gründen ein Lampenwechsel ratsam wird)

Bei Leuchtdioden stellt die Lebensdauer-Angabe noch eine Hochrechnung ohne Erfahrung dar. Bei Gasentladungslampen ist die Lebensdauer abhängig von der Schalthäufigkeit. Deshalb wird diese Angabe auf eine Mindestbetriebszeit pro Schaltung bezogen: bei Leuchtstofflampen 3 h, bei Hochdruck-Entladungslampen 5 bis 10 h.

9.2.1 Glühlampen

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Bei Glühlampen wird ein gewendelter Wolframdraht von Strom durchflossen. Damit der Draht nicht verbrennt, wird der Glaskolben evakuiert oder mit einem inerten (nicht reagierenden) Gas gefüllt. Glühlampen weisen eine warmweisse Lichtfarbe auf. Ihre Lebensdauer ist niedrig (im Mittel 1000 h). Aufgrund der europäischen Gesetzgebung wird dieser Lampentyp vom Markt genommen.

9.2.2 Halogenglühlampen

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Diesen Lampen wird neben dem Füllgas noch ein Halogen (Jod, Brom oder Fluor) zugesetzt. Das Wolfram, das während des Betriebs von der Wendel abdampft, geht mit dem Halogen eine chemische Verbindung ein, sodass es sich nicht mehr am Lampenkolben niederschlägt. In der unmittelbaren Umgebung der Wendel aber zerfällt die Verbindung wegen der dort sehr hohen Temperatur. Das frei werdende Wolfram lagert sich wieder auf dem Glühdraht ab. Da dieser Kreisprozess nur ablaufen kann, wenn auch die Temperatur an der Kolbenwand relativ hoch ist, muss der Kolben sehr kompakt und aus Quarzglas sein (daher die alte Bezeichnung Quarzlampe). Eigenschaften:

  • stark reduzierte Abmessungen
  • weisseres Licht (Farbtemperatur ca. 3000 K)
  • erhöhte mittlere Lebensdauer (2000 bis 10'000 h)
  • keine Kolbenschwärzung (daher kein Lichtstromrückgang durch Alterung)
  • erhöhte Leuchtdichte (daher bessere Bündelungsfähigkeit des Lichtes)
  • hohe Kolben- und Fassungstemperatur

Es besteht ein Zusammenhang zwischen Wendeltemperatur (proportional zur Betriebsspannung), Lebensdauer, Lichtausbeute und Lichtfarbe. So wird zum Beispiel bei 5 % Überspannung die Lebensdauer halbiert, der Lichtstrom um etwa 20 % erhöht und die Lichtfarbe weisser. Umgekehrt verdoppelt sich bei 5 % Unterspannung die Lebensdauer, während sich der Lichtstrom um etwa 20 % reduziert und die Lichtfarbe rötlicher wird. Mittels Unterspannung lässt sich somit der Unterhaltsaufwand reduzieren. Für wärmeempfindliche Objekte gibt es Reflektorlampen mit Kaltlichtreflektor, bei denen die Infrarotstrahlung im Lichtbündel auf ca. 30 % reduziert ist. Ein Teil der Wärmestrahlung wird nach hinten, d.h. in die Leuchte gelenkt. Die Farbtemperatur des Lichtbündels ist etwas höher als bei normalen Halogenglühlampen.

9.2.3 Leuchtstofflampen

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

In der Schweiz wird die Leuchtstofflampe häufig Fluoreszenzlampe genannt. Die Bezeichnung «Neon­röhre» hingegen ist falsch. In einem mit Quecksilberdampf gefüllten Glasrohr werden bei Stromdurchgang die Quecksilberatome durch Elektronenstösse angeregt und senden UV-Strahlung aus. Diese Strahlung trifft an der Rohrwand auf eine Leuchtstoffschicht. Der Leuchtstoff absorbiert die UV-Strahlung und wandelt sie um in sichtbare Strahlung. Die spektrale Zusammensetzung des Lichtes, also Lichtfarbe und Farbwiedergabe, hängt ab von der Zusammensetzung des Leuchtstoffes und kann in weiten Grenzen variiert werden, ohne dass sich die Lichtausbeute dadurch wesentlich vermindert. Neben dem Vorschaltgerät zur Strombegrenzung ist zum Zünden der Lampe noch ein Starter oder eine spezielle Schaltung erforderlich, da die Zündspannung über der normalen Netzspannung liegt. Leuchtstofflampen weisen folgende Eigenschaften auf:

  • grosse Auswahl an Lichtfarben
  • hohe Lebensdauer, im Mittel 10'000 bis 16'000 h
  • niedrige Oberflächentemperatur
  • geringe Spannungsabhängigkeit
  • eingeschränkte Bündelungsfähigkeit
  • Lichtausbeute von Umgebungstemperatur abhängig

Bezüglich der Farbwiedergabe lassen sich Leuchtstofflampen in drei Klassen einteilen:

  • Standardlampen haben ein kontinuierliches Spektrum mit starker Betonung im gelbgrünen Bereich. Deshalb ist die Lichtausbeute hoch, die Farbwiedergabe aber nur mässig. Der Preis ist günstig.
  • Bei 3-Banden-Lampen besteht die Leuchtstoffschicht aus 3 Komponenten mit begrenzten Spektralbereichen (Banden) im blauen, gelbgrünen und roten Teil des Spektrums. Hierdurch ist es möglich, sehr gute Farbwiedergabe mit hoher Lichtausbeute zu kombinieren. Diese Leuchtstoffe sind jedoch teuer, deshalb ist der Lampenpreis höher. Bevorzugtes Anwendungsgebiet sind Anlagen, bei denen eine subjektiv gute Farbwiedergabe der beleuchteten Objekte und insbesondere der menschlichen Haut gewünscht wird.
  • Vielbanden-Lampen sind auf beste Farbwiedergabe getrimmt und erreichen fast die Qualität der Temperaturstrahler (allgemeiner Farbwiedergabeindex Ra ≥ 90). Sie sind dort am Platz, wo es auf genaue Farbbeurteilung an­kommt (z.B. Abmusterung in der Textil- und Druckindustrie). Allerdings ist die Lichtausbeute niedriger als bei den anderen Typen.

9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Sie sind Leuchtstofflampen. Das Entladungsrohr ist ein- oder mehrmals gebogen, und beide Enden sind auf den gleichen Sockel geführt. Für Treppenhäuser oder Garagen mit Kurzzeitbetrieb sollten nur Lampen mit elektronischem Vorschaltgerät für Warmstart verwendet werden. Die wichtigsten Eigenschaften von Kompaktleuchtstofflampen sind:

  • kleine Abmessungen (ähnlich Glühlampen)
  • hohe Lichtausbeute (50 bis 80 lm/W)
  • lange Lebensdauer (etwa 8'000 h)
  • sehr gute Farbwiedergabe
  • Bündelungsfähigkeit besser als bei stabförmigen Leuchtstofflampen, aber schlechter als bei Halogenglühlampen oder LED, daher für Akzentlicht nur bedingt geeignet
  • keine wirtschaftlichen und energetischen Vorteile im Vergleich zu stabförmigen Leuchtstoff­lampen
  • von der Umgebungstemperatur und Brennlage abhängiger Lichtstrom (spezielle Typen für kalte Umgebung)

9.2.5 Hochdruckentladungslampen

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Bei diesen Lampen wird der Dampfdruck im Entladungsrohr so stark erhöht, dass die Atome bei Anregung durch die Elektronen ihre Energie als Strahlung vorwiegend im sichtbaren Bereich abgeben. Eine Strahlungsumwandlung durch Leuchtstoffe ist deshalb nicht nötig oder dient nur dazu, Lücken im Emissionsspektrum aufzufüllen. Grundsätzlich gilt für alle Hochdruckentladungslampen:

  • kompakte Bauform
  • hohe Lichtstromkonzentration pro Volumen
  • gute bis sehr gute Bündelungsfähigkeit
  • Lebensdauer, im Mittel 10'000 h
  • Anlaufzeit nach dem Zünden mehrere Minuten, bis der volle Lichtstrom abgegeben wird
  • nach Stromunterbruch oder Spannungsabsenkung Wiederzündung erst, wenn die Lampe genügend abgekühlt ist (bis zu mehreren Minuten); Sofortwiederzündung aufwendig
  • eingeschränkte Auswahl an Lichtfarben
  • Vorschaltgeräte und z.T. auch Zündgeräte erforderlich
Quecksilberdampf-Lampen

Die exakte Bezeichnung dieser Lampen ist: Quecksilberdampf-Hochdrucklampen mit Leuchtstoff. Die sichtbare Strahlung der Entladung liegt hier überwiegend im blauen und gelbgrünen Bereich des Spektrums. Daneben entsteht noch UV-Strahlung. Um die Farbwiedergabe zu verbessern, wird dieser UV-Anteil durch eine Leuchtstoffschicht auf der Innenseite des Aussenkolbens in rotes Licht umgewandelt, das das Spektrum der Primärstrahlung auffüllt. Die Lichtausbeute von Quecksilberdampflampen ist geringer als bei anderen Gasentladungslampen. Diese Lichtquellenart ist deshalb für allgemeine Beleuchtungszwecke nicht mehr interessant. Sie wird hauptsächlich noch für Pflanzenbeleuchtung und gestalterische Effekte eingesetzt.

Halogen-Metalldampflampen

Diese Lampen sind eine Weiterentwicklung der Quecksilberdampf-Lampen. Zusätzlich zum Quecksilberdampf enthält der Entladungsraum noch Zusätze von Halogenverbindungen mit seltenen Erden (Thallium, Thulium, Holmium, Indium, Dys­pro­sium). Dadurch wird das Spektrum weitgehend aufgefüllt, sodass Klarglaslampen verwendet werden können. Neue Lichtquellen kleiner Leistung haben einen Entladungsraum aus Aluminium-Oxyd. Damit wird in erster Linie eine höhere Lichtfarbenstabilität erreicht. Eigenschaften:

  • Lichtfarbe von tageslichtweiss bis warmweiss
  • gute bis sehr gute Farbwiedergabe
  • Lichtfarbe hängt von der Betriebsspannung ab
  • teilweise Einschränkungen bezüglich Brennlage
Natriumdampf-Hochdrucklampen

Das Entladungsrohr ist bei diesen Lampen mit Natriumdampf gefüllt, dessen Atome bei Anregung vorwiegend im gelborangen Bereich Strahlung aussenden. Es besteht aus durchsichtigem Aluminium-Oxyd, das gegen das sehr aggressive Na­trium resistent ist. Das Spektrum wird um so breiter und damit die Farbwiedergabe um so besser, je höher der Dampfdruck im Entladungsrohr ist; dies senkt jedoch die Lichtausbeute. Eigenschaften:

  • geringer Lichtstromrückgang durch Alterung
  • Lichtfarbe stark gelbbetont
  • mässige Farbwiedergabe (die je­doch subjektiv oft noch als angenehm empfunden wird)
  • Lampen mit verbesserter Farbwiedergabe haben schlechtere Lichtausbeute

9.2.6 Leuchtdioden (LED)

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Die Licht emittierenden Dioden werden mit Kleinspannung betrieben und können nahezu unbegrenzt mit sofortiger hundertprozentiger Lichtabstrahlung ein- und ausgeschaltet werden. Sie lassen sich auf einen Lichtstrom von nahezu null herunterdimmen und können theoretisch jede Farbe im Spektrum erzeugen. Ihre Licht emittierende Fläche ist mit weniger als 1 mm2 sehr klein und ermöglicht daher integrierte Präzisionsoptiken und so eine sehr exakte Lichtstärkeverteilung.

Der Begriff Lebensdauer wird bei der Leuchtdiode grundsätzlich anders definiert als bei anderen Lampen. Oft wird eine Lebensdauer von 100'000 Stunden angegeben. Das entspricht elf Jahre unterbrechungsfreien Betrieb. Tatsächlich dürfte eine LED auch noch nach 200'000 h leuchten, wenn auch die Lichtabgabe zu diesem Zeitpunkt äusserst gering sein wird (der Verbrauch elektrischer Leistung hingegen immer noch etwa gleich wie zu Beginn). Eine solch lange Lebensdauer wird von den Herstellern mit umfangreichen Tests und mittels mathematisch-statistischer Methoden ermittelt. Diese variieren jedoch von Hersteller zu Hersteller, sodass Angaben verschiedener Produkte nur begrenzt miteinander verglichen werden können. Neuere Untersuchungen zeigen, dass die zu erwartende Lebensdauer sehr von der verwendeten Materialart und somit von der Farbe abhängt. Grundsätzlich leben blaue und weisse Leuchtdioden wesentlich weniger lang als rote und grüne. Ziehen wir zum Vergleich eine Halogenmetalldampflampe heran, so weist diese kurz vor ihrem Ausfall einen Lichtstrom von etwa 80 % des Neuwertes auf. Um nun LEDs mit herkömmlichen Lichtquellen zu vergleichen, empfiehlt es sich, die Lebensdauer aufzuführen, bei welcher der Lichtstrom auf 80 % des Anfangslichtstromes gesunken ist. Neuere High-Power-LEDs erreichen 80 % Lichtstrom nach etwa 25'000 Stunden (stark abhängig von der Umgebungstemperatur). Für rein dekorative Anwendungen kann auch ein Lichtstrom unter 70 % noch akzeptabel sein. Für Arbeitsplätze ist vor allem der Wartungsfaktor äusserst sorgfältig zu wählen.

Leuchtdioden sind vergleichsweise «kühle» Lichtquellen. So produziert zum Beispiel eine Glühlampe einen hohen Anteil an Wärmestrahlung, die LED hingegen marginal wenig. High-Power-Leuchtdioden können trotzdem leicht eine Eigentemperatur von über 150 °C erreichen. Im Allgemeinen gilt, je kühler die LED-Umgebungstemperatur, desto höher ist der abgegebene Lichtstrom. Das heisst, bei hoher Umgebungstemperatur sinkt der abgegebene Lichtstrom. Bei roten Leuchtdioden ist der Rückgang vergleichsweise gering (ca. 2 % pro 10 °C), bei weissen hingegen hoch (ca. 12 % pro 10 °C). Die Betriebstemperatur des Halbleiters ist hoch (60 bis 80 °C). Die Kühlung des Leuchtengehäuses ist deshalb eines der wichtigsten Konstruktionskriterien. Da normalerweise der Leuchtdioden- oder Leuchtdiodensystem-Hersteller keine Kenntnis des Einbauortes hat, liegt es am Leuchtenhersteller und am Planer, die optimale Betriebstemperatur zu gewährleisten. Eine zu hohe Betriebstemperatur kann die Lebensdauer einer LED drastisch verkürzen. Quellen [Kry] [Nar].

9.2.7 Spezielle Lampentypen

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Mischlichtlampen

Dieser Lampentyp kann als einzige Entladungslampe ohne separates Vorschaltgerät betrieben werden. Das Entladungsrohr ist in Serie mit einer Glühlampenwendel geschaltet, und beide sind im gleichen Glaskolben eingebaut. Die Wendel dient als Strombegrenzung und erzeugt gleichzeitig eben­falls Licht. Trotzdem ist die Gesamtlichtausbeute gering. Die Lampe ist deshalb nur noch selten anzutreffen.

Leuchtröhren

Hochspannungsröhren werden meist aus Klarglas gefertigt und mit verschiedenen Leuchtgasen gefüllt (Neon, Helium, Xenon), oder sie enthalten wie normale Leuchtstofflampen Quecksilberdampf, wobei das Licht dann mithilfe von Leuchtstoffen auf der Innenseite des Glasrohres erzeugt wird. Die Fertigung geschieht auf handwerklicher Basis. Deshalb ist praktisch jede beliebige Form möglich. Die Hauptanwendungen sind die Rekla­me- und Werbebeleuchtung, aber auch Konturenbeleuchtung und dekorative Lichtlinien. Diese Lampenart hat durch LED-Lichtlinien starke Konkurrenz bekommen.

Induktionslampen

sind Leuchtstofflampen, bei denen Quecksilber-Atome durch hochfrequente elektromagnetische Induktion angeregt werden. Die Induktionsspannung wird in einem HF-Generator erzeugt. Die angeregten Quecksilber-Atome emittieren dann wie bei der konventionellen Leuchtstofflampe kurzwelliges UV, das von der Leuchtstoffschicht auf der Innenseite des Glaskolbens in sichtbare Strahlung umgewandelt wird. Die Betriebsfrequenz liegt bei etwa 2,6 MHz, sodass das Licht flimmerfrei ist. Wegen der relativ niedrigen Betriebstemperatur und der verschleissfreien Komponenten liegt die mittlere Lebensdauer bei etwa 60'000 Stunden. Um Störungen durch die Hochfrequenzstrahlung zu vermeiden, sind Ab­schirm­massnahmen am Leuchtengehäuse erforderlich.

Schwefeldampflampen

Bei der Schwefeldampflampe wird eine kleine gasgefüllte Glaskugel mit Mikrowellen bestrahlt. Dadurch wird eine hohe Lichtausbeute erreicht bei gleichzeitig sehr guter Farbwiedergabe. Da zurzeit nur sehr hohe Leistungen zur Verfügung stehen, wird in der Regel ein Lichtverteilsystem (z.B. Lichtrohr) benötigt, um die Lichtmenge sinnvoll zu nutzen. Diese Lichtquellen sind frei von Quecksilber. Da der Betrieb des Mikrowellengenerators einige Probleme mit sich bringt, ist dieser Lampentyp nur noch selten anzutreffen.

9.2.8 Betriebsgeräte

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Fast alle Gasentladungslampen benötigen eine Zündhilfe und zum stabilen Betrieb einen Strombegrenzer. In der Regel benötigt jede Leuchtstofflampe ein eigenes Vorschaltgerät. Bei Lampen kleiner Leistung (20 W und darunter), bei elektronischen Vorschaltgeräten oder bei höherer Versorgungsspannung ist es jedoch möglich, zwei Lampen an einem VG zu betreiben. Bei Serienschaltung der Lampen nennt man dies Tandemschaltung.

Für Leuchtstofflampen ist die einfachste und billigste Schaltung die Glimmstarterschaltung mit konventionellem induktivem Vorschaltgerät (KVG). Die Leistung des Systems Lampe + KVG ist etwa 25 % höher als die Lampenleistung. Neben den Standard-Vorschaltgeräten sind auch verlustarme VG (VVG) auf dem Markt. Mit ihnen ist es möglich, den Energieverbrauch von Beleuchtungsanlagen zu senken, ohne dabei die Beleuchtungsgüte zu beeinträchtigen. Zudem erwärmen sich solche Geräte viel weniger, sodass ihre Lebensdauer steigt. Die Leistung des Systems Lampe + VVG ist etwa 10 % höher als die Lampenleistung. Die Lampenlebensdauer kann bei Verwendung dieser Geräte gesteigert werden, wenn anstelle eines herkömmlichen Glimmstarters ein elektronischer Starter verwendet wird.

Elektronische Vorschaltgeräte (EVG) betreiben Leuchtstofflampen mit Frequenzen um 30 kHz. Daraus resultieren Vorteile:

  • Durch die hohe Betriebsfrequenz steigt die Lichtausbeute der Lampen, und das Elektrodenflimmern, das bei unabgeschirmten Lampen manchmal stört, entfällt.
  • Die Lampenlebensdauer ist im Dauerbetrieb viel höher als mit KVG.
  • Wenn die Elektroden vor dem Zünden vorgeheizt werden, verlängert sich die Lebensdauer der Lampen gegenüber Glimmstarter-Betrieb stark.
  • Bei deaktivierten Lampen wird die Zündung automatisch unterbunden, sodass das lästige Flackern und der erhöhte Energiebedarf am Ende der Lebensdauer unterbleiben.
  • Die Geräteverluste sind sehr niedrig, und damit auch die Erwärmung.
  • Je nach Gerät ist eine einfache Lichtstromregulierung möglich.
  • Die Leistung des Systems Lampe + EVG entspricht bei Leuchtstofflampen mit 26mm Durchmesser etwa der Lampennennleistung. Bei Röhren mit 16 mm Durchmesser muss zusätzlich etwa 10 % Verlustleistung für das EVG eingerechnet werden.

Betriebsgeräte für LEDs werden Driver, Konverter oder Trafo genannt. Die Hauptaufgabe eines Drivers ist – nebst der Spannungstransformierung – den Betriebsstrom der LED konstant zu halten. Da bereits geringe Abweichungen des Stroms grossen Einfluss auf das Betriebsverhalten von LEDs haben können, ist das Zusammenpassen von Driver und LED besonders wichtig.

9.2.9 Lampenentsorgung

9.2.1 Glühlampen – 9.2.2 Halogenglühlampen – 9.2.3 Leuchtstofflampen – 9.2.4 Kompaktleuchtstofflampen – 9.2.5 Hochdruckentladungslampen – 9.2.6 Leuchtdioden (LED) – 9.2.7 Spezielle Lampentypen – 9.2.8 Betriebsgeräte – 9.2.9 Lampenentsorgung

Halogenglühlampen bestehen im Wesentlichen aus Glas und geringen Anteilen von Wolfram, Molybdän, Nickel, Kupfer und Aluminium. Entladungslampen enthalten daneben auch noch geringe Mengen von Quecksilber und Blei sowie von Alkali- und Erdalkali-Metallen und seltenen Erden (Yttrium). Menge und Zusammensetzung sind abhängig vom Lampentyp und vom Herstellungsverfahren. Die prozentualen Anteile der Lampen-Bestandteile am Gesamtverbrauch dieser Materialien sind sehr gering (kleiner als 0,5 %, ausgenommen Yttrium). Entladungslampen sind Sondermüll. Sie dürfen nicht mit dem Kehricht entsorgt werden, sondern sind dem Recycling zuzuführen [BAFU3]. Kleinere Mengen werden z.B. von den Elektrizitätswerken entgegengenommen. Grosse Chargen können direkt einem Entsorgungsbetrieb geliefert werden.